Как определить коэффициент трансформации опытным путем

108. Общие сведения о трансформаторах

Как определить коэффициент трансформации опытным путем

В 1876 г. П. И. Яблочков предложил пользоваться трансформатором для питания свечей. В дальнейшем конструкции трансформаторов разрабатывал другой русский изобретатель, механик И. Ф. Усагин, который предложил применять трансформаторы для питания не только свечей Яблочкова, но и других потребителей электрической энергии.

Выше было указано, что трансформатор представляет собой электрический аппарат, основанный на явлении взаимоиндукции и предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но той же самой частоты.

Простейший трансформатор имеет стальной сердечник и две обмотки, изолированные как от сердечника, так и друг от друга (фиг. 198).

Обмотка трансформатора, которая подключается к источнику напряжения, называется первичной обмоткой, а та обмотка, к которой подключаются потребители (лампы накаливания, электродвигатели, нагревательные приборы и т. д.) или линии передачи, ведущие к потребителям, называется вторичной обмоткой.

Переменный ток, проходя по первичной обмотке, создает переменный магнитный поток, который сцепляется с витками вторичной обмотки и наводит в них э. д. с. Так как магнитный поток переменный, то индуктированная э. д. с.

во вторичной обмотке трансформатора также переменная и частота ее равна частоте тока в первичной обмотке. Переменный магнитный поток, проходящий по сердечнику трансформатора, пересекает не только вторичную обмотку, но и первичную обмотку трансформатора. Поэтому в первичной обмотке также будет индуктироваться э. д. с.

Величины э. д. с, индуктирующихся в обмотках трансформатора, зависят от частоты переменного тока, числа витков каждой обмотки и величины магнитного потока в сердечнике, т. е. .

При определенной частоте и неизменном магнитном потоке величина э. д. с. каждой обмотки зависит только от числа витков этой обмотки. Эту зависимость между величинами э. д. с.

и числами витков обмоток трансформатора можно выразить формулой:

Вольтметры V1 и V2, включенные к зажимам первичной и вторичной обмоток (фиг. 198), покажут нам напряжения U1и U2 этих обмоток.

Если обозначить напряжение вторичной обмотки при холостом ходе через U2, то для трансформаторов обычной конструкции при холостом ходе можно написать .

Однако практически разница между э. д. с. и напряжениями так мала, что зависимость между напряжениями и числами витков обеих обмоток можно выразить формулой:

Из этой формулы видно, что во сколько раз число витков в первичной обмотке больше (или меньше) числа витков вторичной обмотки, во столько же раз напряжение первичной обмотки больше (или меньше) напряжения вторичной обмотки. Разница между э. д. с.

и напряжением в первичной обмотке трансформатора становится особенно малой тогда, когда вторичная обмотка разомкнута и ток в ней равен нулю (холостая работа), а в первичной обмотке протекает только небольшой ток, называемый током холостого хода.

При этом напряжение на зажимах вторичной обмотки равно наводимой в ней э. д. с.

Число, показывающее, во сколько раз напряжение в первичной обмотке больше (или меньше) напряжения во вторичной обмотке, называется коэффициентом трансформации трансформаторам обозначается буквой

Номинальное напряжение обмоток высшего и низшего напряжений, указанное на заводском щитке трансформатора, относится к режиму холостого хода. Номинальные токи обмоток принимаются равными частным от деления номинальной мощности трансформатора на соответствующие номинальные напряжения.

Пример 1. Имеется трансформатор, первичная обмотка которого включена в сеть 6600 в, а на зажимах вторичной обмотки напряжение равно 230 в. Определить коэффициент трансформации.

В паспорте каждого трансформатора всегда даны номинальные напряжения обеих обмоток, относящиеся к режиму холостого хода. Поэтому коэффициент трансформации можно легко определить. Коэффициент трансформации можно определить и опытным путем.

Для этого нужно (соблюдая правила техники безопасности, чтобы не попасть под высокое напряжение) включить вольтметры к зажимам первичной и вторичной обмоток трансформатора и разомкнуть цепь вторичной обмотки, обеспечив тем самым холостую работу трансформатора.

После этого показание вольтметра первичной обмотки следует разделить на показание вольтметра вторичной обмотки. Пример 2. Первичная обмотка трансформатора включена в сеть напряжением 10 000 в; на зажимах вторичной обмотки напряжение равно 100 в.

Определить коэффициент трансформации трансформатора и число витков вторичной обмотки, если число витков первичной обмотки равно 21 000.

Коэффициент трансформации

В рассмотренных нами примерах трансформаторы служили для понижения напряжения. Такие трансформаторы называются понижающими, и коэффициент трансформации у них больше единицы.

Пример 3. Возьмем тот же трансформатор, что и в предыдущем примере. Если на зажимы обмотки, имеющей число витков 21 000, подать не 10 000 в, как было в предыдущем примере, а, например, 9900 в, то так как во вторичной обмотке 210 витков, т. е. в 100 раз меньше, чем в первичном обмотке, вторичное напряжение будет также в 100 раз меньше первичного напряжении. Подставив в формулу

Из рассмотренного примера можно сделать вывод, что уменьшение напряжения в первичной обмотке сопровождается уменьшением напряжения во вторичной обмотке трансформатора. Пример 4.

Если в том же трансформаторе, который мы брали в двух предыдущих примерах, обмотку с числом витков 210 переключить, например, на напряжение 100 в, то эта обмотка теперь будет называться первичной обмоткой.

Во вторичной обмотке с числом витков 21 000 напряжение будет в 100 раз больше, т. е. 10000 в.

Коэффициент трансформации трансформатора будет:

Трансформатор, рассмотренный в последнем примере, служит для повышения напряжения. Такие трансформаторы называются повышающими, и коэффициент трансформации у них меньше единицы.

До сих пор мы исходили из предположения, что магнитный поток трансформатора целиком замыкается через сердечник. В действительности дело обстоит несколько иначе.

Большая часть магнитных потоков, создаваемых первичной и вторичной обмотками трансформатора, замыкается через сердечник, другая— меньшая часть — в виде потоков рассеяния ФS1, и Ф S2 замыкается вокруг отдельных витков через воздух (фиг. 199).

Здесь первичная и вторичная обмотки для наглядности расположены на различных стержнях. В действительности же для уменьшения потоков рассеяния, а следовательно ФS1, и Ф S2 обмотки помещают на обоих стержнях.

Источник: https://rza.org.ua/elteh/read/108--Obshchie-svedeniya-o-transformatorah_108.html

Как вычислить коэффициент трансформации трансформатора

Как определить коэффициент трансформации опытным путем

Коэффициент трансформации трансформатора может быть найден как отношение соответствующих напряжений:

,

где и – ЭДС обмоток высшего и низшего напряжений. и – напряжения обмоток высшего и низшего напряжений; и — число витков первичной и вторичной обмоток.

Трансформаторы характеризуются следующими параметрами мощности:

— полная мощность первичной обмотки, В×А

;

— полная мощность вторичной обмотки, В×А

.

где и – токи первичный и вторичный обмоток.

Так как потери в трансформаторе невелики, то за номинальную полную мощность трансформатора принимают

.

Важнейшими параметрами трансформатора являются мощность напряжение короткого замыкания uк, %, и ток холостого хода i, %, которые указаны в паспорте трансформатора:

,

где – напряжение, измеренное в опыте к. з., В; – номинальное напряжение первичной обмотки, В; – ток, измеренный в опыте х. х., А; – номинальный ток первичной обмотки, А.

Паспортными данными трансформатора также являются величина потерь холостого хода и потерь короткого замыкания Рк .

Трансформатор, у которого параметры вторичной обмотки приведены к числу витков первичной обмотки, называют приведенным трансформатором. Такому трансформатору соответствует электрическая схема замещения (Т-образная схема замещения) рис. 11.

Сопротивления намагничивающей цепи схемы замещения (рис. 11) могут быть определены по параметрам холостого хода:

Коэффициент мощности при х. х.

Рис. 11. Т-образная схема замещения Рис. 12. Внешняя характеристика

трансформатора (на одну фазу) трансформатора

Сопротивления короткого замыкания:

Коэффициент мощности при коротком замыкании:

Сопротивления рабочих ветвей схемы замещения с достаточной степенью точности можно принять:

Составляющие напряжения короткого замыкания, %:

Изменение напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора при работе трансформатора под нагрузкой, %,

где – коэффициент нагрузки трансформатора.

Формулы приведения параметров вторичной цепи:

— ток вторичной обмотки

;

— ЭДС и напряжение вторичной обмотки

— активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки

— полное сопротивление вторичной обмотки

— полное сопротивление нагрузки

,

где и — соответственно число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Внешняя характеристика трансформатора (рис. 12) описывается уравнением:

В данном случае

где DUн – изменение напряжения при b = 1 и = 0,8 (

где – суммарные потери, Вт,

,

где – потери в стали, Вт,

В ряде случаев для трансформаторов большой и средней мощности без большой погрешности можно принять  ;

– потери в обмотках (в меди), или электрические потери ( — число фаз), Вт,

– мощность, отдаваемая трансформатором, Вт,

Наибольшее значение КПД трансформатора соответствует коэффициенту нагрузки

,

который обычно составляет 0,45 – 0,65.

Максимальный КПД трансформатора равен

.

По сравнению с однофазными трансформаторами при расчетах трехфазных трансформаторов следует различать линейные и фазные параметры напряжения( , ) и тока ( , ).

Коэффициенты трансформации линейных и фазных напряжений трансформатора могут быть найдены как отношение соответствующих напряжений:

;

где и – фазные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений; и – линейные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений.

Расчет параметров трехфазного трансформатора ведется по фазным токам и напряжениям. Для этого необходимо исходные данные в зависимости от схемы соединения обмоток перевести в фазные величины:

— для схемы соединения обмотки по схеме «звезда»

; ;

— для схемы соединения обмотки по схеме «треугольник»

; .

Для трехфазных трансформаторов:

— полная мощность первичной обмотки (не зависимо от схемы соединения обмоток), В×А

;

— полная мощность вторичной обмотки(не зависимо от схемы соединения обмоток), В×А

.

Так как потери в трансформаторе невелики, то за номинальную полную мощность трансформатора принимают

.

Примечание.

Так как все параметры рассчитываются для фазных значений, то в целях простоты во всех нижеприведенных формулах индекс, указывающий на фазную величину, отсутствует и все расчеты проводятся по тем же формулам, что и для однофазных трансформаторов. Для трехфазных трансформаторов величину потерь х. х. Ри потерь к.з. Рк, указанных в паспорте трансформатора, следует уменьшить в три раза (потери на одну фазу

Задачи

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения:Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9219 — | 7813 — или читать все.

Коэффициентом трансформации трансформаторов называется отношение напряжения обмотки высшего напряжения (ВН) к напряжению обмотки низшего напряжения (НН) при холостом ходе:

Где: Кл- коэффициент трансформации линейных напряжений;

U1 — линейное напряжение обмотки ВН;

U2 — линейное напряжение обмотки НН.

При определении коэффициента трансформации однородных трансформаторов или фазного коэффициента трансформации трехфазных

трансформаторов отношение напряжения можно приравнять к отношению чисел витков обмотки

где: Кф — фазный коэффициент трансформации;

U1ф,U2ф — фазные напряжения обмоток ВН и НН соответственно;

WI,W2 — число витков обмоток ВН и НН соответственно.

При измерении линейного коэффициента трансформации трехфазного трансформатора равенство отношения высшего и низшего линейных напряжения обмоток и соответственно числа витков ВН и НН сохраняется лишь при одинаковых группах соединения этих обмоток.

Если первичная и вторичная обмотки соединены по одинаковой схеме, например, обе в звезду, обе в треугольник и так далее, фазный и линейный коэффициенты трансформации равны друг другу. При различных схемах соединений обмоток, например, одной в звезду, а другой в треугольник, линейньй и фазный коэффициенты трансформации неодинаковы (они в данном случае отличаются друг от друга в 3 раз).

Определение коэффициента трансформации производится на всех ответвлениях обмоток и для вех фаз. Эти измерения, кроме проверки самого коэффициента трансформации дают возможность проверить также правильность установки переключателя напряжения на соответствующих ступенях, а также целостность обмоток.

Источник: https://room46.ru/kak-vychislit-kojefficient-transformacii/

Коэффициент трансформации трансформатора тока и напряжения

Как определить коэффициент трансформации опытным путем

Это почти то же, что и передаточное отношение двух сцепленных шестеренок. Только в шестеренках берется отношение количества зубцов в одной и другой шестеренке, а в трансформаторе коэффициент трансформации — это тоже отношение, только количества витков в первичной обмотке к количеству витков во вторичной обмотке.

В трансформаторе электроэнергия никуда не преобразуется.

Изменению подвергаются только ее параметры «протекания» по проводнику, а с характером энергии — электрическая — и передаваемой мощностью — то есть, количеством энергии — ничего не происходит.

Действительно, мы знаем, что трансформатор может уменьшить или увеличить напряжение, при этом ток пропорционально изменится тоже, но в сторону противоположную.

Понижающий трансформатор

Трансформатор, у которого количество витков вторичной обмотки больше, чем количество витков первичной, является повышающим. А трансформатор, у которого количество витков во вторичной обмотке меньше, чем количество витков в первичной — понижающим. Поэтому такое изменение параметров и называется не преобразованием, а масштабированием, или трансформацией. 

Масштаб — это, как известно, всего одно число, несмотря на то, что трансформации подвергаются сразу два параметра — ток и напряжение.

Трансформатор — устройство, в котором нет подвижных частей, имеет конструкцию жесткую, очень консервативную. То есть, в ней обычно нет деталей, которые можно легко отсоединить и посчитать, например, количество витков в обмотке. Да и обмотки бывают намотаны одна поверх другой. Обмотку что при этом, всю перематывать?

Имеется паспорт устройства, в нем прописаны номиналы входного и выходного напряжений. Как рассчитать коэффициент трансформации?

Имеются формулы, но они немного разные для разных вариантов подключения и целей трансформирования.

Расчет коэффициента трансформации по напряжениям

При прямом подключении трансформатора к источнику задача трансформатора — подать на нагрузку напряжение, масштабированное относительно напряжения в сети питания.

Прямое подключение трансформатора

В сетях потребления трансформатор потребителя включают параллельно ко всем другим подобным трансформаторам потребителей. Коэффициент трансформации силового трансформатора n можно вычислить по формуле

Формула

где

  • U1, U2  – входное и выходное напряжения на трансформаторе;
  • ε – ЭДС, возникающая в обмотках трансформатора на каждом витке;
  • W1, W2 – количество витков в обмотках, первичной (1) и вторичной (2);
  • I1, I2 – ток в каждой из обмоток — первичной и вторичной;
  • R1, R2 – активные сопротивления обмоток.

Обычные трансформаторы делаются так, чтобы минимизировать потери на активное сопротивление в них самих. А они пропорциональны токам в обмотках и обратно пропорциональны напряжениям. Поэтому первичные обмотки у понижающих трансформаторов делают из тонких медных эмалированных проводов, а вторичные — из довольно толстых. 

В нашей формуле, если пренебречь активными сопротивлениями обмоток, то есть R1, R2 ~ 0, то

Формула

Трансформаторы, используемые в цепях потребления для масштабирования напряжений к номиналам потребляющих приборов, обычно и называют трансформаторы напряжения.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

Измерительные трансформаторы располагают на линии, проходящей «мимо», они являются трансформаторами тока, и напряжение на вторичной обмотке у них померить просто нереально. Поэтому пользуются другим способом определения коэффициента трансформации: «пляшут» от токов, а не от напряжений. Получается коэффициент трансформации тока

Косвенное подключение к линии

Первичная обмотка включена в линию последовательно со всеми ее остальными нагрузками, и измерение коэффициента трансформации проводят по току, протекающему во вторичной обмотке.

Формула

Эти токи также зависят от количества витков в обмотках. Однако от силы тока в обмотках и от количества витков зависит ток «холостого хода» I0, который складывается из тока намагничивания и тока, идущего на потери от разогрева трансформаторного магнитопровода:

Формула Если эти потери невелики, то есть I0 ~ 0, то
Формула

То есть в трансформаторах тока коэффициент трансформации находят как равный обратному отношению количества витков в обмотках — во вторичной обмотке к количеству витков в первичной обмотке.

Как определить этот показатель в цепях передачи мощности

При передаче энергии в конкретную нагрузку стараются согласовать мощность нагрузки во вторичной цепи с мощностью, извлекаемой трансформатором из цепи его первичной обмотки, то есть от источника. Такого согласования можно добиться, используя балластные сопротивления во вторичных цепях, а можно для этого использовать согласующий трансформатор.

Соотношение мощностей в этом случае будет

Соотношение

где  S1 — мощность, потребляемая трансформатором из сети и S2 — мощность, отдаваемая трансформатором в нагрузку;

ΔS — потери мощности в самом трансформаторе — обычно их находят как равные 1–2% от мощности.

Пренебрегая этими малыми потерями трансформирующего устройства, получаем зависимости для мощностей

Формулы

            где       Z1 — входное сопротивление цепи трансформатора с нагрузкой относительно первичной цепи,

                        Z2 — входное сопротивление цепи нагрузки трансформатора, подключенной к вторичной обмотке.

Так как цепи согласованы, то

Формула

Получается значение еще одного показателя, который называется коэффициентом трансформации по сопротивлению, и такой коэффициент трансформации равен отношению квадратов напряжений на первичной обмотке и на вторичной.

Как определить опытным путем?

В реальных практических случаях не всегда бывает возможно найти коэффициент трансформации чисто аналитическим путем, чему не помогает даже и использование калькуляторов. Например, трансформаторы, имеющие несколько обмоток.

Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора, вообще говоря, не один, а несколько, так как трехфазный трансформатор содержит несколько вторичных обмоток, которые намотаны на одном сердечнике.

Или когда мы имеем перед собой трансформатор, но не знаем точное количество витков в обмотках.   

Поэтому существуют методы опытного определения, основанные на измерении напряжений на входе трансформатора и напряжения на вторичных обмотках. Такие замеры необходимо делать на холостом ходу, причем одновременно на первичной и на вторичных обмотках. Из них и найдете искомые коэффициенты трансформации. Найденное значение послужит основой для дальнейших расчетов.  

Источник: https://domelectrik.ru/oborudovanie/transformator/koefficient-transformacii

Как опытным путем определить коэффициент трансформации

Как определить коэффициент трансформации опытным путем

Коэффициентом трансформации называют отношение ЭДС в первичной фазной обмотке к ЭДС во вторичной фазной обмотке, созданных основным магнитным потоком. Как показано на с. 5, коэффициент трансформации оказывается равным отношению чисел витков фазных обмоток .

При вычислении коэффициента трансформации за первичную обмотку принимают обычно ВН, чтобы иметь .

Экспериментально коэффициент трансформации определяют (проверяют) в режиме ХХ. В этом режиме выполняются условия: считать и , и, следовательно, получим:

.

Согласно ГОСТу [6], в опыте по определению коэффициента трансформации используются вольтметры класса 0,2. В трёхфазном Тр измеряются по три линейных напряжения для каждой из обмоток, по которым находят затем среднеарифметические величины и . При одинаковых схемах соединений обмоток ВН и НН коэффициент трансформации

,

при схеме соединений (символ в числителе дроби относится к обмотке ВН, а в знаменателе – к обмотке НН)

,

а при схеме

.

Коэффициент трансформации, вычисленный по приведенным выше формулам, называется ещё коэффициентом трансформации фазных напряжений. Иногда используется и коэффициент трансформации линейных напряжений, который независимо от схем соединений обмоток ВН и НН определяется выражением

.

Из сопоставления выражений для и видно, что при одинаковых схемах соединений обмоток ВН и НН , при схеме , а при схеме .

Опыт короткого замыкания

Опыт КЗ позволяет определить потери в меди обмоток Тр и рассчитать активные сопротивления и индуктивные сопротивления рассеяния. Опыт КЗ проводится в режиме короткого замыкания, когда на одну из трёхфазных обмоток подано пониженное напряжение, а другая трёхфазная обмотка замкнута накоротко.

Режим КЗ при номинальном напряжении питания является аварийным, так как установившиеся токи обмоток в этом случае в 10–20 раз превышают номинальные. В опыте КЗ напряжение, подаваемое на первичную обмотку, должно составлять не более 0,1 от номинального.

Опыт КЗ по форме проводится аналогично опыту ХХ – при каждом значении питающего напряжения по приборам отсчитываются 3 линейных напряжения, 3 линейных тока и 2 алгебраических значения мощности.

Рекомендуется снять 5 точек при таких напряжениях питания, при которых ток первичной обмотки составляет 1,25; 1,0; 0,75; 0,5; 0,25 от её номинального тока.

Опыт начинается с наибольшего значения тока первичной обмотки, чтобы обеспечить наименьшее нагревание обмоток за время опыта.

Опыт КЗ, как правило, следует проводить при питании Тр со стороны обмотки ВН, так как в этом случае измеряемые напряжения лучше согласуются с пределами измерений ваттметров и вольтметров.

Результаты опыта КЗ рекомендуется записывать в таблицу 2.2.

№ п/пПервичные линейные напряженияПервичные линейные токиМощностиНом.напря-жение и ток ваттметра, В/А
Uл1, Uл2, Uл3, делЦена дел., В/дел.Iл1, Iл2, Iл3, дел.Ном. первичный ток ТА, АP1,P2, дел.
19,3 18,5 18,22,45 2,41 2,4845,1 -5,775/5 75/5

Обработка результатов лабораторных исследований

Опыт холостого хода

По полученным в опыте показаниям приборов, выраженных в делениях, вычислить значения напряжений, токов и мощностей в именованных единицах.

В расчётах используются среднеарифметические значения первичных линейных напряжений и токов:

, .

Мощность, потребляемая Тр,

,

где мощности, измеренные 1–м и 2 –м ваттметрами.

Полное сопротивление намагничивающей ветви Т-образной схемы замещения Тр [1, 3] , где – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки (для схемы Y: ; для схемы : ).

Активное сопротивление намагничивающей ветви .

Индуктивное сопротивление намагничивающей ветви .

Коэффициент мощности (отношение активной мощности к полной)

.

Расчёты свести в таблицу 2.3.

№ п/п , В , А , Вт , Ом , Ом , Ом
….

По данным таблицы 2.3 построить характеристики ХХ (на графике обязательно указать точки, соответствующие таблице 2.3). Типичный вид характеристик ХХ показан на рисунке 2.2.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

Коэффициентом трансформации трансформаторов называется отношение напряжения обмотки высшего напряжения (ВН) к напряжению обмотки низшего напряжения (НН) при холостом ходе:

Где: Кл- коэффициент трансформации линейных напряжений;

U1 — линейное напряжение обмотки ВН;

U2 — линейное напряжение обмотки НН.

При определении коэффициента трансформации однородных трансформаторов или фазного коэффициента трансформации трехфазных

трансформаторов отношение напряжения можно приравнять к отношению чисел витков обмотки

где: Кф — фазный коэффициент трансформации;

U1ф,U2ф — фазные напряжения обмоток ВН и НН соответственно;

WI,W2 — число витков обмоток ВН и НН соответственно.

При измерении линейного коэффициента трансформации трехфазного трансформатора равенство отношения высшего и низшего линейных напряжения обмоток и соответственно числа витков ВН и НН сохраняется лишь при одинаковых группах соединения этих обмоток.

Если первичная и вторичная обмотки соединены по одинаковой схеме, например, обе в звезду, обе в треугольник и так далее, фазный и линейный коэффициенты трансформации равны друг другу. При различных схемах соединений обмоток, например, одной в звезду, а другой в треугольник, линейньй и фазный коэффициенты трансформации неодинаковы (они в данном случае отличаются друг от друга в 3 раз).

Определение коэффициента трансформации производится на всех ответвлениях обмоток и для вех фаз. Эти измерения, кроме проверки самого коэффициента трансформации дают возможность проверить также правильность установки переключателя напряжения на соответствующих ступенях, а также целостность обмоток.

Для определения коэффициента трансформации применяют метод двух вольтметров (рис.2)

Рис.2 Определение коэффициента трансформации.

Со стороны высокого напряжения (ВН) подводится трехфазовое напряжение 220 В и измеряется напряжение на вторичной обмотке.

Источник: https://ingener-pto.ru/2019/12/12/kak-opytnym-putem-opredelit-kojefficient/

От чего зависит коэффициент трансформации трансформатора

Как определить коэффициент трансформации опытным путем

Коэффициентом трансформации трансформаторов называется отношение напряжения обмотки высшего напряжения (ВН) к напряжению обмотки низшего напряжения (НН) при холостом ходе:

Где: Кл- коэффициент трансформации линейных напряжений;

U1 — линейное напряжение обмотки ВН;

U2 — линейное напряжение обмотки НН.

При определении коэффициента трансформации однородных трансформаторов или фазного коэффициента трансформации трехфазных

трансформаторов отношение напряжения можно приравнять к отношению чисел витков обмотки

где: Кф — фазный коэффициент трансформации;

U1ф,U2ф — фазные напряжения обмоток ВН и НН соответственно;

WI,W2 — число витков обмоток ВН и НН соответственно.

При измерении линейного коэффициента трансформации трехфазного трансформатора равенство отношения высшего и низшего линейных напряжения обмоток и соответственно числа витков ВН и НН сохраняется лишь при одинаковых группах соединения этих обмоток.

Если первичная и вторичная обмотки соединены по одинаковой схеме, например, обе в звезду, обе в треугольник и так далее, фазный и линейный коэффициенты трансформации равны друг другу. При различных схемах соединений обмоток, например, одной в звезду, а другой в треугольник, линейньй и фазный коэффициенты трансформации неодинаковы (они в данном случае отличаются друг от друга в 3 раз).

Определение коэффициента трансформации производится на всех ответвлениях обмоток и для вех фаз. Эти измерения, кроме проверки самого коэффициента трансформации дают возможность проверить также правильность установки переключателя напряжения на соответствующих ступенях, а также целостность обмоток.

Для определения коэффициента трансформации применяют метод двух вольтметров (рис.2)

Рис.2 Определение коэффициента трансформации.

Со стороны высокого напряжения (ВН) подводится трехфазовое напряжение 220 В и измеряется напряжение на вторичной обмотке.

Внимание! Напряжение подводится только к обмоткам ВН (А, В, С).

Результаты измерений заносятся в таблицу 2. Пределы измерения вольтметров: PV1-250 В,PV2-15В.

Примечание: В данной работе трансформатор имеет одно положение переключателя.

Коэффициент трансформации отдельных фаз, замеренных на одних и тех же ответвлениях не должен отличаться друг от друга более чем на 2%.

2.4. Определение группы соединения обмоток трансформатора

Группа соединения обмоток трансформатора имеет особо важное значение для параллельной работы его с другими трансформаторами.

Метод двух вольтметров для определения группы соединения обмоток является распространенным и доступным. Метод основан на совмещении векторных диаграмм первичного и вторичного напряжений, измерении напряжений между соответствующими выводами и последующем сравнении этих напряжений с условным.

Для проведения опыта собирают схему, показанную на рис.3.

Рис.3 Определение группы соединения обмоток трансформатора методом двух вольтметров.

Вводы А-а соединяют между собой, а на линейные вводы А, В, С обмотки ВН подают трехфазовое напряжение 220 В. это напряжение измеряется вольтметром PV1. вольтметром PV2 измеряется напряжение между вводами В-в, С-с, В-с, С-в. измеренные напряжения сравнивают с условным Uусл. Условное напряжение определяется по формуле:

Где U2л – линейное напряжение на вводах обмотки НН во время опыта В.

Кл – линейный коэффициент трансформации.

Где Uл1 – линейное напряжение, подведенное к обмотке ВН при опыте.

Результаты измерений группы соединений заносятся в таблицу 3

Напряжение на вводах

Полученные напряжения сравнивают с условным напряжением. На основании сравнения и по таблице 4 определяется группа соединений обмоток трансформатора.

Сравнение на вводах Uусл

Примечание: М – меньше, Б – больше, Р – равно.

2.5 Определение сопротивления обмоток трансформатора постоянному току.

При заданном измерении могут выявится следующие характерные дефекты:

а) недоброкачественная пайка и плохие контакты в обмотке и в присоединении вводов;

б) обрыв одного или нескольких параллельных проводников в обмотке.

Измерение сопротивления обмоток в данном случае производится мостовым методом – мостом Р 353. Измерение производится на всех ответвлениях и на всех фазах. При наличии выведенной нейтрали (0) измерение производится между фазными выводами и нулем. Если обмотка соединена в «звезду», то сопротивление фазы можно определить /1/

Где RAB, RВС, RАС – сопротивления на линейных зажимах АВ, ВС, АС.

Полученные значения сопротивления разных фаз при одном положении переключателя не должны отличаться друг от друга более чем на 2%. Данные измерений следует занести в таблицу 5.

Примечание в данной работе трансформатор имеет одно положение переключателя.

Назначение, устройство и работа прибора Э236.

Прибор Э236 предназначен для контроля технического состояния и испытания изоляции при техническом обслуживании и ремонте якорей автотракторных генераторов, стартеров и электродвигателей постоянного тока с номинальным напряжением 12 и 24 В. Диаметр проверяемых якорей от 25 до 180 мм при питании прибора от однофазной электрической цепи переменного тока напряжением 220В. /2/

Рис.4 Вид на лицевую панель прибора Э236

Конструктивно прибор представляет собой настольную измерительную установку, имеющую дроссель, измерительную цепь, контактные устройства.

С черным проводом (левое) контактное устройство используется при испытании электрической прочности изоляции. При нажатии рукоятки стержень утопает до упора, замыкая цепь. В свободном состоянии цепь обесточена.

С синим проводом (правое) контактное устройство служит для снятия с коллектора наводимой в якоре ЭДС, и применяется при определении короткозамкнутых секций и витков, обрывов и т.д.

Верхняя пластина устройства – подвижная и позволяет установить в зависимости от шага и ширины пластин коллектора якоря необходимый размер между торцами пластин.

В нерабочем положении оба контактных устройства должны быть установлены на задней стенке прибора в кронштейнах.

На рис.5 приведена принципиальная электрическая схема прибора.

Рис.5 Принципиальная электрическая схема прибора Э236.

Дроссель L1 имеет основную обмотку (1000 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,4мм) для создания магнитного потока в магнитопроводе и проверяемом якоре, и дополнительную обмотку (1100 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2мм).

Питание обмоток дросселя осуществляется напряжением 220В. Основная обмотка дросселя имеет отвод от 54 витка, что обеспечивает питание лампы HL2, служащей для сигнализации включенного состояния прибора.

Для защиты питающей сети от перегрузок и КЗ в цепи основной обмотки установлен предохранитель F1.

Основной параметр трансформатора

Основной характеристикой любого трансформатора является коэффициент трансформации. Он определяется как отношение количества витков первичной обмотки к числу витков во вторичной обмотке. Кроме того, эта величина может быть рассчитана путем деления соответствующих показателей ЭДС в обмотках.

Формула

При наличии идеальных условий, когда отсутствуют электрические потери, решение вопроса, как определить коэффициент, осуществляется с помощью соотношения напряжений на зажимах каждой из обмоток. Если в трансформаторе имеется больше двух обмоток, данная величина рассчитывается поочередно для каждой обмотки.

В понижающих трансформаторах коэффициент трансформации будет выше единицы, в повышающих устройствах этот показатель составляет от 0 до 1. Фактически этот показатель определяет во сколько раз трансформатор напряжения понижает подаваемое напряжение.

С его помощью можно определить правильность числа витков. Данный коэффициент определяется на всех имеющихся фазах и на каждом ответвлении сети.

Полученные данные используются для расчетов, позволяют выявить обрывы проводов в обмотках и определить полярность каждой из них.

Определить реальный коэффициент трансформации тока трансформатора можно с использованием двух вольтметров.

В трансформаторах с тремя обмотками измерения выполняются как минимум для двух пар обмоток с наименьшим током короткого замыкания.

Если некоторые элементы трансформатора и ответвления закрыты кожухом, то определение коэффициента становится возможным только для зажимов обмоток, выведенных наружу.

Источник: https://lampa-ekb.ru/osveshchenie/koefficient-transformatora.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.